[发明专利]公路边坡稳定性分级评估方法

摘要

本发明公开了一种公路边坡稳定性分级评估方法，其步骤是：第一步：获取参数，首先获取边坡几何特征参数；其次是获取振动作用参数，获取的人工开挖方法与地震烈度两个振动作用参数；第三是获取岩块参数；第四是获取结构面特征参数，获取结构面产状、结构面间距、结构面连通率、充填物磨擦角等；第二步：评价、岩体质量、结构面间距、结构面产状、开挖作用、静水压力评价指标；第三步：划分边坡稳定性等级，依据SSQC值，对边坡稳定性进行稳定性等级划分，SSQC大于15时，边坡稳定性等级划分为I。边坡稳定性的评价全面，方法简捷、可行、易于操作，评价参数相互之间完全独立，有效地削除了由于因素重叠引起的稳定性评估偏差。

主权项

1、一种公路边坡稳定性分级评估方法，其步骤是：第一步、获取参数：首先获取边坡几何特征参数，包括自然边坡面的倾向和倾角、坡顶裂缝的深度、自然坡的高度、设计开挖坡面的倾向和倾角、开挖高度，自然边坡面的倾向和倾角、坡顶裂缝的深度、自然坡的高度四个参数由现场直接量测，或直接从地形图上量取，设计开挖坡面的倾向和倾角、开挖高度三个参数由设计文件确定；其次是获取振动作用参数，获取的人工开挖方法与地震烈度两个振动作用参数，人工开挖方法参数在所列出的开挖方法选项中直接选择，选项包括自然/手工开挖、气锤开挖、预裂/光面爆破、传统爆破结果-好、传统爆破结果-结构面张开、传统爆破结果-块体脱落、传统爆破结果-岩块破裂、传统爆破结果-岩块粉碎，在设计阶段该参数根据设计进行选择，在施工阶段该参数实现开挖方法进行选择，地震烈度参数提供七个选项，包括I～III、IV、V、VI、VII、IX、X，该参数由设计文件或直接获取；第三是获取岩块参数，获取岩石单轴抗压强度、岩石磨擦系数、岩石重度、风化程度四个岩块参数，岩石单轴抗压强度、岩石磨擦系数、岩石重度、风化程度四个参数都属于公路勘察阶段的必备试验资料和地质资料，通过查阅公路工程勘察报告就能获取；第四是获取结构面特征参数，获取结构面产状、结构面间距、结构面连通率、充填物磨擦角、充填物厚度、水的软化六个结构面特征参数，结构面产状包括倾向与倾角，采用地质罗盘直接量测；结构面间距采用钢卷尺量测，测量记录单位为厘米，边坡岩体的结构面间距分布区域时，取最小结构面间距作为获取值；结构面连通率采用皮卷尺量测，在现场选择一个结构面量测岩桥和开裂结构面长度，计算出开裂结构面长度在总长度中所占的百分比作为获取值；充填物磨擦角有六个选项，分别是无充填-表面风化变色、非软化充填-粗糙、非软化充填-中等、非软化充填-光滑、软化充填-粗糙、软化充填-中等、软化充填-光滑、断层泥、流体材料，现场调查，直接选择相匹配或选项为获取值；充填物厚度有六个选项，分别是无、极薄、薄、中厚、厚、极厚，现场调查，直接选择相匹配或选项为获取值，采用钢卷尺直接量测为获取值，测量记录单位为毫米，水的软化不提供选项，只提供参考值区域，由用户自行选定；第二步、计算评价指标，计算岩体质量评价指标、结构面间距评价指标、结构面产状评价指标、开挖作用评价指标、静水压力评价指标六个评价指标及边坡稳定性指标SSQC值，首先是计算岩体质量Rp，将岩石单轴抗压强度σt、岩石磨擦系数fi、岩石重度为ρ、开挖坡高h、结构面连通率为(1-k)、充填物磨擦系数fj、充填物厚度x、爆破开挖方法ME、地震作用EI、参数u＝2.1十个参数输入以下表达式：Rp＝τmax＝σtKe-5uu+σnK2fi(1-e-5u)+σn(1-K)2[(fi-fj)e-x+fj](1-e-5u)，(1-K)＝(1-k)·ME·EI，σn＝ρ·h；其次是结构面产状RIS，将自然地形倾向αn、自然地形倾角βn、开挖地形倾向αc、开挖地形倾角βc、结构面倾向αs、结构面倾角βs六个参数输入以下表达式：AP＝arctan(cos(αn-αs)·tanβs)；当βn＜AP＜βc时，RIS＝-Rp·sin(AP-βn)；否则，RIS＝0；第三是结构面间距RDS，将自然地形倾向αn、结构面倾向αs、结构面倾角βs、结构面间距DS四个参数输入以下表达式：AP＝arctan(cos(αn-αs)·tanβs)；当AP＜-45°时，RDS＝0.5Rp·(-0.9DS+0.25)；否则，RDS＝0；第四是开挖卸载作用Rc，将自然坡高hn、开挖坡高h、自然地形倾角βn、开挖地形倾角βc四个参数输入以下表达式：指标Rw采用权重方式取值，坡顶无裂缝时，取0.0值；坡顶裂缝深度小于3m时，取-0.5；坡顶裂缝深度在3m～5m之间，取-1.0；坡顶裂缝深度在5m～10m之间时，取-1.5；坡顶裂缝深度大于10m，取-2.0；第六是边坡稳定性指标SSQC，将岩体质量评价指标Rp、结构面产状评价指标RIS、结构面间距评价指标RDS、开挖卸载作用评价指标Rc、静水压力评价指标Rw五个指标输入以下表达式：SSQC＝Rp+RDS+RIS+Rc+Rw；第三步、划分边坡稳定性等级，依据SSQC值，对边坡稳定性进行稳定性等级划分，SSQC小于0.5时，边坡稳定性等级划分为V级，SSQC在0.5～5.0之间，边坡稳定性等级划分为IV级，SSQC在5.0～10.0之间，边坡稳定性等级划分为III级，SSQC在10.0～15.0之间，边坡稳定性等级划分为II级，SSQC大于15时，边坡稳定性等级划分为I。